脱碳倒计时开启全球航空业能否“氢”装上阵(3)

根据法国蒙田研究所的预测，为了实现2050年脱碳目标，目前占全球航空排放约3%—4%的区域航班（主要为100座以内小飞机）可以基于混合电力推进和氢燃料电池实现脱碳；占航空排放约67%的中短途航班（主要为100至250个座位的中型客机）可以主要依靠氢推进技术；占航空排放约30%的长途航班（主要为250座以上的大型客机）还需要依靠可持续航空燃料。

除了推进技术外，航空脱碳还需要在改善空气动力学，优化引擎性能，增加数字化等渐进性技术领域取得进展。

航空巨头纷纷入场

欧美航空企业加快研制氢能飞机

在欧洲，2020年9月，空客推出了ZEROe零排放商用飞机项目，公布了三款混合氢能概念飞机，分别用涡轮螺旋桨、翼身融合和涡轮风扇三种类型的发动机，利用燃烧氢气作为燃料，暂定于2025年原型机试飞，2035年投入使用。

今年2月，在公布氢能飞机项目20个月后，空客宣布与通用和赛峰的平股合资公司CFM国际公司强强联合，双方决定于2025年左右共同启动氢能飞机示范项目。该项目旨在对氢燃料发动机进行地面和飞行测试，为2035年推出第一款零排放飞机做好准备。该示范项目将使用A380测试飞机作为飞行测试平台，配备由空客在法国和德国的工厂准备的液氢罐。从2026年开始，空客将在A380巡航期间对氢燃料发动机进行测试。

在美国，今年2月，普惠公司被美国能源部高级能源研究计划署选中，为商业航空开发新型、高效的氢燃料推进技术。

普惠公司参与的“氢气蒸汽喷射、间冷涡轮发动机”项目将使用液态氢燃料，通过回收水蒸气大大减少飞机凝结尾迹，从而实现零温室气体排放飞行，并将氮氧化物的排放减少80%。该项目采用的半封闭系统架构将比燃料电池具有更高的热效率，相比使用 “滴入式”的可持续航空燃料，总运营成本可能进一步降低。这是普惠公司和高级能源研究计划署之间的首次直接合作，以支持航空业在2050年实现飞机二氧化碳净零排放这一战略目标。

根据法国《回声报》报道，波音似乎仍然对2035年实现氢动力飞机的可行性持保留态度，波音更倾向于优先考虑使用替代燃料运行的传统机型。

在俄罗斯，俄罗斯国家技术集团（Rostec）2021年7月宣布启动一项为航空和地面应用开发氢动力发动机的计划。俄罗斯联合发动机公司首席设计师尤里·什莫廷称：“为了减少航空业的碳足迹，氢燃料的使用是最有前途的发展领域之一。我们正在考虑两种主要技术：在改进的燃气轮机中直接燃烧氢燃料，以及使用氢燃料电池发电。”

对中国而言机遇和挑战并存

零碳飞机涉及新技术的开发，大家都在同一个起跑线上

法国《费加罗报》文章称，多位国际航空观察家认为，零碳排放飞机的竞赛对中国来说是一个最终打入商用航空市场的历史性机遇。全球咨询公司AlixPartners董事总经理尼古拉斯·博格兰和帕斯卡·法布尔相信：“零碳飞机涉及新技术的开发，长期投资的中国当然有牌可以打。”正如另一位专家总结的那样：“大家都在同一个起跑线上。”

中国旅法航协会长叶伟明博士在接受科技日报记者采访时表示：“在氢能飞机的研发方面，各国都在同一起跑线上。这对中国来说是一个重要的机会。”叶伟明称，中国航空业和能源工业必须抓住第三次航空革命的历史机遇，尽快起步。中国在经典航空发动机领域仍处于追赶阶段，建议中国航空制造尽早向新能源技术方向跨越，大胆转型。